曼陀罗叶提取物介导的磁铁矿(Fe3O4)纳米颗粒的一步绿色合成与表征。

摘要

利用植物提取物生物合成纳米粒子在纳米技术领域占有重要地位。六水合氯化铁和四水合氯化铁被用作金属前体。曼陀罗无氧叶提取物中的植物化学物质作为还原剂和稳定剂，包括黄酮类化合物，酚类化合物，心脏苷和糖。利用紫外-可见吸收光谱首次监测了Fe3O4纳米颗粒的形成。紫外-可见光谱显示了Fe3O4纳米颗粒的形成，在270-290 nm处表现出典型的表面等离子体元吸收最大值。胶体溶液在培养皿中干燥，分析样品。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)进一步表征了合成纳米颗粒的干燥形式。

关键字

绿色合成，曼陀罗无氧叶提取物，磁铁矿纳米颗粒，表征

简介

与化学介导合成相比，纳米颗粒的绿色合成方法简单、高效、环保[1,2,3]。化学合成涉及有毒溶剂、高压、能量和高温转换，涉及微生物的合成由于实验室维护，在工业上不可行。由于绿色合成是纳米颗粒合成的最佳选择，因此，磁铁矿纳米颗粒是用水萃取物合成的曼陀罗inoxia还有亚铁离子和铁离子。磁铁矿因其独特的磁性和电学性质而特别引起人们的兴趣。曼陀罗inoxia选择叶子提取物，是因为它具有很高的药用价值，不需要任何样品制备，因此具有成本效益。据我们所知，利用曼陀罗植物提取物在室温下进行绿色铁的合成_3.O₄纳米颗粒尚未报道[4]。

材料与方法

材料

甲醇，无菌蒸馏水，曼陀罗无氧叶，六水合氯化铁(FeCl3.6H2O, AR)，四水合氯化铁(FeCl₂.4H₂O, AR)，氢氧化钠(NaOH)从CDH和无菌蒸馏水。

曼陀罗叶提取物的制备

曼陀罗inoxia树叶采集自曼陀罗inoxia西卡尔(拉贾斯坦邦)拉克什曼加尔的莫迪技术与科学学院的工厂。用蒸馏水清洗几次以去除灰尘颗粒，然后在烤箱中50℃干燥以去除残留的水分。干曼陀罗inoxia将叶子切成小块，放入500ml玻璃烧杯中，加入300ml无菌蒸馏水和甲醇，在50O C的磁性搅拌器上用热板煮沸10分钟。煮沸后，水溶液的颜色从水色变成棕色，然后冷却到室温。水提取物曼陀罗inoxia用Whatman No.42滤纸过滤分离叶片，然后在1200 rpm下离心5分钟，去除沉重的生物材料。的曼陀罗inoxia叶提取物在室温下保存，用于绿色合成磁铁矿纳米颗粒。

磁铁矿纳米颗粒的制备

0.53克四水合氯化亚铁(Fecl₂.4H₂O, AR)和1.11克六水合氯化铁(Fecl_3..6H₂O, AR)称量后溶解于100ml无菌去离子水250ml肖特杜兰烧杯。在温和搅拌下加热至80℃。10分钟后，滴入5mL曼陀罗叶提取物水溶液。现在测量20毫升1M NaOH(0.8克)，用无菌去离子水在烧杯中溶解。5min后，将上述制备好的NaOH水溶液滴入混合物中。初始颜色变为暗红色。胶体溶液的颜色和沉淀发生了变化，证实了磁性纳米颗粒的绿色合成。

结果与讨论

利用紫外-可见光谱分析证实了磁铁矿纳米颗粒在水胶体溶液中的形成和稳定性。270 ~ 290 nm波长的吸收峰表明氧化铁纳米颗粒[2]的形成。

采用红外光谱法根据红外辐射区的峰值对活性组分进行官能团识别。

波段从3417.44cm-1移至3437.14 cm^－1表明氢氧根参与了稳定过程。强力带在1640.11 cm处^－1在1411.06 cm-1处的肩峰被鉴定为酰胺I和酰胺II，这是由于蛋白质酰胺连接中的C=O和NH拉伸振动引起的。

波段从1640.11厘米的偏移^－1到1639.21厘米^－1归因于一个C=O基团与纳米颗粒的结合。1414.04和1020.48 cm-1处的峰是COO-的不对称和对称拉伸振动。频带在1110.26厘米处^－1与C-O - cn基团相关的对称C-O振动。在583.45和449.69 cm-1附近有两条强吸收带，对应于大块磁铁矿(Fe3O4)的Fe-O拉伸带，可见磁铁矿纳米颗粒的存在。这些结果表明，C=O基团键合在磁铁矿颗粒表面。总的来说，观察结果证实了DI叶提取物中蛋白质的存在，它作为磁铁矿纳米颗粒的还原剂和稳定剂[2,5]。

文中描述了这种绿色方法可能形成磁铁矿纳米颗粒的机理图5．氯化铁FeCl_3..6H₂O和氯化铁FeCl₂.4H₂在反应体系中，O和曼陀罗叶提取物处于同一水相。铁螯合曼陀罗叶提取物中酰胺组C=O^{3 +}和菲^{2 +}形成铁和亚铁蛋白。加热时，氢氧化钠的OH-参与反应。C=O之间的竞争....菲^{3 +}和C = O…菲^{2 +}形成HO-…Fe3+和OH-…Fe^{2 +}键和氢氧化铁Fe(OH)形成的结果。_3.氢氧化铁，Fe(OH)₂氢氧化铁和氢氧化铁的形成形成了以曼陀罗叶提取物蛋白链为核心的壳核结构。铁芯中的氢氧化铁和氢氧化铁脱水(-H₂O)形成磁铁矿(Fe_3.O₄)纳米颗粒晶体。曼陀罗无氧叶提取物蛋白链的外壳通过C=O…Fe螯合附着在Fe3O4表面^{3 +}和C = O…菲^{2 +}在反应的最后，Fe_3.O₄用曼陀罗叶提取物[1]蛋白链对纳米颗粒晶体进行包封和稳定。

并

纳米技术领域的一个关键需求是开发可靠和生态友好的合成金属氧化物纳米颗粒的工艺。菲_3.O₄以氯化铁溶液为原料，采用绿色法进行生物还原合成-NPs曼陀罗inoxia含有蛋白质作为还原剂和高效稳定剂的水萃取物。FT-IR分析揭示了这些基团在生物合成中的作用。铁的生物合成_3.O₄-NPs使用绿色资源是一种简单、环保、无污染、低成本的方法。铁的功能性生物活性_3.O₄-NPs(抗菌)相对于用化学方法合成的颗粒较高。这种绿色的合成铁的方法_3.O₄-NPs还可以扩展到制造其他工业上重要的金属氧化物。

确认

感谢原子能部(DAE) -印度孟买核科学研究委员会(BRNS)的财政支持。感谢莫迪科技大学工程与技术学院化学研究实验室提供的设施。

参考文献

1. Akl M Awwad, Nidá M Salem。一种绿色简便的磁铁矿纳米颗粒合成方法。NanoscieNanotechnol。2012; 2 (6): 208 - 213
2. MahnazMahdavi, FaridehNamvar, Mansor Bin Ahmad和RosfarizanMohamad。用海藻制备磁性氧化铁纳米颗粒的绿色生物合成及表征(Sargassummuticum)水提取物。分子。2013;18:5954 - 5964
3. MonalisaPattanayak, PL Nayak。从各种植物和香料提取物中绿色合成铁纳米颗粒。植物学报，2013;3 (6):344 - 344
4. 用三叶草叶提取物生物合成Fe3o4纳米颗粒及其对铜绿假单胞菌的抑菌活性。文摘J NanomaterBiostr。2012; 7 (4): 1655
5. JS Nunes, CL de Vasconcelos, FAO Cabral, JH de Arau´jo, MR Pereira, JLC Fonseca。聚甲基丙烯酸乙酯的合成与表征有限公司-甲基丙烯酸)磁性颗粒经微乳液聚合。2006; 47:7646 - 7652